鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦成礦規(guī)律及找礦方向

徐鵬，李歡，謝家濤，王球

(1.湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)， 湖北 襄陽 441000； 2.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院， 湖南 長沙 410083)

0 引言

火山巖型鐵礦床是與火山活動(dòng)有關(guān)的一類鐵礦床，按照賦礦火山巖系的地質(zhì)環(huán)境又可被細(xì)分為陸相(又稱玢巖型鐵礦)和海相火山巖型兩類。火山巖型鐵礦長期以來也是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)之一，但是研究成果多集中于陸相型礦床，對(duì)海相火山巖型鐵礦的研究稍顯薄弱(Dill, 2010)。海相火山巖型鐵礦是產(chǎn)于海相火山—沉積巖系的鐵礦床，近年來該類型鐵礦的勘查工作在我國取得了重大突破(張招崇等，2016)，比如在新疆西天山阿吾拉勒鐵礦帶的石炭系大哈拉軍山組海相火山沉積地層陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列的海相火山巖型鐵礦床(汪幫耀，2011)；與西天山類似，在東天山阿齊山—雅滿蘇成礦帶中也發(fā)現(xiàn)了黑尖山、雅滿蘇、紅云灘、沙泉子、赤龍峰等具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的海相火山巖型鐵礦(宋哲, 2020)。海相火山巖型鐵礦床的某些產(chǎn)狀與矽卡巖型鐵礦床相近，且流體包裹體的研究資料也顯示出與矽卡巖鐵礦的相似性(Duan et al., 2014；Li et al., 2014；Jiang et al., 2014)，因此有的學(xué)者也將海相火山巖型鐵礦歸為矽卡巖型鐵礦的類別(Yang et al., 2010； Xu et al., 2010；Yang et al., 2013；Li et al., 2014)。不過另一部分學(xué)者認(rèn)為海相火山巖型鐵礦床與礦區(qū)出露的巖體并不存在成因聯(lián)系，而與沉積巖相及火山巖建造相關(guān)，故反對(duì)這一觀點(diǎn)(Zhang et al., 2014；李厚民等，2014)。張招崇等(2016)通過已有資料的綜合研究，揭示了形成海相火山巖型鐵礦的構(gòu)造環(huán)境和深部動(dòng)力學(xué)過程，認(rèn)為海相火山巖型鐵礦形成于活動(dòng)大陸邊緣弧靠大洋一側(cè)，俯沖帶的熱結(jié)構(gòu)模式為熱?！錃つＪ剑F礦的形成與高角度俯沖有關(guān)。

鄂西北地區(qū)大地構(gòu)造演化過程復(fù)雜，斷層構(gòu)造十分發(fā)育，因此具有良好的海相火山巖型鐵礦成礦條件，并已相繼發(fā)現(xiàn)了多處以“陳家埡”式為代表的海相火山巖型礦床，雖然前人在成礦地質(zhì)條件、礦床成因類型以及鐵礦的時(shí)空分布等研究方面取得了一定成果(王進(jìn)進(jìn)等, 2016; 徐鵬, 2020)，但是對(duì)區(qū)域海相火山巖礦床整體的成礦規(guī)律、主要控礦因素、成礦物質(zhì)來源等方面的認(rèn)識(shí)還有很多不足之處，在一定程度上制約了成礦規(guī)律的總結(jié)和找礦勘查的突破。因此，本文綜合了鄂西北地區(qū)的地球物理勘探和地球化學(xué)資料，收集了與鐵礦產(chǎn)出密切相關(guān)的耀嶺河組火山巖的全巖成分?jǐn)?shù)據(jù)和年代學(xué)資料，對(duì)典型礦床內(nèi)的鐵礦石和蝕變巖樣品進(jìn)行了綜合的物性分析，在剖析區(qū)域地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了區(qū)域的成礦地質(zhì)條件和成礦規(guī)律，并建立了鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦的成礦模式。同時(shí)，依據(jù)以上的研究成果，在4個(gè)成礦區(qū)帶的基礎(chǔ)上劃定了5處找礦靶區(qū)，為今后區(qū)域上同類型礦床的勘查工作提供一定的指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域構(gòu)造

秦嶺造山帶是分隔中國南北大陸的一條復(fù)合型碰撞造山帶，經(jīng)歷了長期的不同的造山作用。秦嶺造山帶早中元古代在伸展構(gòu)造體制下形成裂谷與小洋盆，晚元古代中晚期開始進(jìn)入板塊構(gòu)造演化階段。晚古生代早期由于東古特提斯洋的形成，揚(yáng)子板塊北緣沿秦嶺南部擴(kuò)張打開形成秦嶺微板塊，之后自南向北俯沖消減碰撞，于中三疊世陸陸碰撞造山，之后又發(fā)生了強(qiáng)烈陸內(nèi)造山作用(張國偉等, 1997)。秦嶺地區(qū)北部的商丹縫合帶及南部的勉略縫合帶可以將其進(jìn)一步劃分為北秦嶺及南秦嶺兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元(Dong et al., 2016，2017；Zhao and Asimow, 2018；張國偉等，2019；張方毅等，2020)。鄂西北地區(qū)位于秦嶺造山帶東段的南秦嶺造山帶內(nèi)，北部接壤北秦嶺造山帶，南部以青峰斷裂為界與揚(yáng)子板塊為鄰。由于華北與揚(yáng)子兩個(gè)板塊在地質(zhì)歷史上的多次分離和碰撞(即原特提斯洋和古特提斯洋打開—閉合的演化過程)，加上濱太平洋構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，致使研究區(qū)內(nèi)也發(fā)育有不同時(shí)代、不同樣式、不同尺度的構(gòu)造形式以及構(gòu)造疊加改造(圖1；Wu and Zheng, 2013；張國偉等，1996；陳虹等，2014)。本文根據(jù)前人對(duì)研究區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)研究成果(江世俊和李美美，1992；楊志華等，1999；彭三國等，2013；毛新武等，2014)，結(jié)合湖北省的區(qū)域地質(zhì)志的資料(湖北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，1988①)，將研究區(qū)劃分為秦嶺—大別造山帶和揚(yáng)子板塊兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元，兩個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元以青峰—襄陽—廣濟(jì)斷裂為界。依據(jù)物質(zhì)組成、構(gòu)造特征和演化等方面的差異，可將南秦嶺造山帶進(jìn)一步劃分為湖北口—白浪被動(dòng)陸緣、北武當(dāng)構(gòu)造亞帶、武當(dāng)構(gòu)造亞帶、兩竹裂谷帶、兵房街陸源斜坡等次一級(jí)構(gòu)造單元(圖2)。研究區(qū)從前晉寧期至燕山期的構(gòu)造變形及演變特征如表1所述。印支期前主要是沿大陸斜坡的重力伸展滑脫，印支期為陸陸碰撞、擠壓，燕山期又開始拉伸，喜山期為擠壓(秦正永等，2005)。

鄂西北地區(qū)斷層構(gòu)造十分發(fā)育，主要以北西向斷層為主體。如兩鄖斷層主要活動(dòng)時(shí)期為印支期—燕山期，走向315°～290°，全長250 km，斷層帶內(nèi)發(fā)育糜棱巖、擠壓片理及構(gòu)造透鏡體，并伴有強(qiáng)烈硅化(喬岳強(qiáng)等，2017)。該斷層與其他斷裂交匯處發(fā)現(xiàn)了鐵、銅、鉛、汞等礦化現(xiàn)象，因此是一條重要的控礦斷層構(gòu)造。白河公路斷層呈北西西向展布，延伸約164 km，可分為黃龍灘以西、黃龍灘—青徽鋪以及黃龍灘以東三段。該斷層同樣經(jīng)歷多期活動(dòng)，印支期屬韌性變形階段，先是擠壓推覆，后是右行走滑，燕山期以伸展為主，并發(fā)生脆性構(gòu)造疊加，東段對(duì)中—新生代紅色盆地有控制作用，近期又表現(xiàn)為強(qiáng)度較弱的擠壓特點(diǎn)。除了這兩條斷層之外鄂西北地區(qū)還展布有兩竹斷層、兵房街?jǐn)鄬右约扒喾濉尻枴獜V濟(jì)斷層等主要斷層，一同構(gòu)建了鄂西北地區(qū)的構(gòu)造格架。

圖1 鄂西北地區(qū)大地構(gòu)造位置(a)及地質(zhì)簡圖(b)(據(jù)湖北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，1988①)1—白堊系上統(tǒng)—第四系；2—泥盆系—二疊系下統(tǒng)；3—志留系；4—奧陶系—寒武系；5—震旦系；6—南華系耀嶺河組；7—南華系武當(dāng)群；8—酸性侵入巖類；9—中性侵入巖類；10—基性侵入巖類；11—超基性侵入巖類；12—實(shí)測(cè)斷層；13—推測(cè)斷層；14—省界；15—水系

1.2 區(qū)域地層及變質(zhì)作用

研究區(qū)內(nèi)只出露晚于中元古界的地層，各地層間基本為整合接觸。最老的地層為上元古界武當(dāng)群，主要分布于研究區(qū)的中心部位，上元古界至下古生界地層為中—淺變質(zhì)的基性火山巖與陸源碎屑巖、碳酸鹽巖；上古生界地層以碳酸鹽巖為主，夾少許碎屑巖；區(qū)內(nèi)缺失三疊系—侏羅系及下白堊統(tǒng)地層，上白堊統(tǒng)—古近系地層為陸相紅色碎屑巖，零星分布于斷陷盆地內(nèi)；新近系—第四系為礫巖和河谷、斷陷、凹地內(nèi)分布的沖積、洪積及殘坡積成因的松散堆積(圖1)。該區(qū)的區(qū)域變質(zhì)程度普遍為低—中綠片巖相，局部地區(qū)已達(dá)低角閃巖相。低綠片巖相主要出現(xiàn)在耀嶺河組以下地層中，高綠片巖相則主要分布在武當(dāng)巖群下部層位。本區(qū)為一中低級(jí)變質(zhì)相帶，變質(zhì)帶呈穹窿狀產(chǎn)出。穹隆中心為武當(dāng)巖群，外圍為耀嶺河組、震旦系和古生界地層。南部以青峰斷裂為界與揚(yáng)子古生界地層接觸，東部被南陽斷陷盆地中、新生界地層覆蓋。

1.3 區(qū)域巖漿巖

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛分布，主要集中在武當(dāng)復(fù)背斜核部及西緣，具活動(dòng)型地殼巖漿組合特征，侵入巖包括基性—超基性巖、中性、酸性及偏堿性—堿性巖類，其中以基性巖類最為發(fā)育，中酸性巖類較為少見(圖1；徐鵬, 2020)。根據(jù)侵位地層、變質(zhì)程度、巖漿演化特征和穿插關(guān)系，可以將區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)分為元古代、古生代、中生代三個(gè)巖漿侵入期(吳昌雄等, 2015)。其中元古代侵入巖以侵位于武當(dāng)群和耀嶺河組的大部分巖體為代表，以基性巖為主，規(guī)模較大，多呈巖床產(chǎn)出，巖石普遍遭受變質(zhì)作用、變質(zhì)程度達(dá)綠片巖相，并發(fā)育定向構(gòu)造。古生代與中生代侵入巖則僅有零星出露?；鹕綆r以海相噴發(fā)為主，主要產(chǎn)于新元古代耀嶺河組和武當(dāng)群地層中。其中耀嶺河組的基性火山巖為一次連續(xù)噴發(fā)的產(chǎn)物，屬一套細(xì)碧巖—角斑巖建造，夾部分沉積碎屑巖和少量碳酸鹽巖，且伴生部分酸性火山巖類(吳年文等, 2021)。武當(dāng)群的火山巖多分布于研究區(qū)南部及北部，為一套變基性、(鈉質(zhì)和鉀質(zhì))酸性火山噴發(fā)—沉積巖系，具產(chǎn)于陸間裂陷槽構(gòu)造環(huán)境的雙峰式火山巖基本特征(祝禧艷等, 2008)。本區(qū)火山巖表現(xiàn)出明顯的雙峰式火山巖套特征，例如耀嶺河組火山巖便同時(shí)發(fā)育拉斑玄武巖—流紋巖套與堿性玄武巖—粗面巖套(徐鵬, 2020)。

表1 鄂西北構(gòu)造、變質(zhì)事件演化(據(jù)秦正永等，2005)

圖2 研究區(qū)大地構(gòu)造分區(qū)圖(據(jù)毛新武等，2014)1—南秦嶺造山帶；2—揚(yáng)子板塊；3—湖北口—白浪被動(dòng)陸緣；4—北武當(dāng)構(gòu)造亞帶；5—武當(dāng)構(gòu)造亞帶；6—兩竹裂谷帶；7—兵房街陸源斜坡；8—斷層及編號(hào)

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)背景

鄂西北地區(qū)礦產(chǎn)比較豐富，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)非油氣類礦產(chǎn)62種，已查明資源儲(chǔ)量的上表礦產(chǎn)28種，其中鈮、稀土、釩、鋯、銀、金、銻、鉛、鎘、鉬等金屬元素儲(chǔ)量較高(湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)，2017②)。本區(qū)還是我國綠松石、鈮—稀土礦及低品位磁鐵礦等礦產(chǎn)的主要產(chǎn)地。截至目前，本區(qū)已發(fā)現(xiàn)鐵礦產(chǎn)地44處，其中大型1處、中型4處、小型及以下39處(圖3)。

1.5 區(qū)域地球物理特征

1.5.1 區(qū)域磁場(chǎng)特征

區(qū)內(nèi)巖(礦)石磁性差異較大，按磁性參數(shù)大小及變化特征可分為強(qiáng)磁性、較強(qiáng)磁性、中等磁性、弱磁性和無磁性巖石，磁性參數(shù)見表2。

由鄂西北地區(qū)航空ΔT磁場(chǎng)圖(圖4)可看出，整個(gè)武當(dāng)隆起西緣全處于負(fù)磁場(chǎng)區(qū)內(nèi)，異?？傮w走向?yàn)楸蔽飨颍y陽區(qū)—鄖西一線為磁力高帶，與倉房正異常相接；白河—竹溪一線為磁力低帶，極值為-65～-75 γ；中間武當(dāng)山地區(qū)為北西向梯度帶，異常梯度較大。在竹溪以南，磁場(chǎng)值迅速上升。與區(qū)域巖漿巖分布圖對(duì)比顯示，正場(chǎng)區(qū)與耀嶺河組變火山巖、武當(dāng)群變火山碎屑—沉積巖組吻合；負(fù)場(chǎng)區(qū)與武當(dāng)群下部之變火山巖組、震旦—奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)等沉積巖系(無磁建造)一致。

圖3 鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦分布圖1—中新生界；2—古生界；3—耀嶺河組；4—武當(dāng)群上部變質(zhì)沉積巖組；5—武當(dāng)群下部變火山巖組；6—變基性侵人巖；7—其它斷層；8—安康青峰主推覆斷層和巴山一青峰主推覆斷層；9—十堰主推覆斷層和復(fù)合剪切走滑斷層；10—逆斷層；11—鐵礦礦產(chǎn)地；12—鐵礦(化)點(diǎn)

表2 區(qū)內(nèi)巖礦石磁性參數(shù)表

續(xù)表2

圖4 鄂西北地區(qū)航磁△T等值線平面圖及磁場(chǎng)分區(qū)圖(據(jù)鄂西北地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，1993修改③)1—△T正等值線；2—△T負(fù)等值線；3—△T零等值線；4—磁場(chǎng)分區(qū)范圍及編號(hào)；5—省界

1.5.2 區(qū)域重力特征

區(qū)內(nèi)為低重力場(chǎng)區(qū)，由自東向西遞減的重力梯級(jí)帶組成，重力場(chǎng)值低于-70×10-5m/s2。整個(gè)重力梯級(jí)帶簇總體呈一向西方向突出的弧形，并向南西、北西方向繼續(xù)降低(圖5)。

圖5 鄂西北地區(qū)區(qū)域重力場(chǎng)等值線平面圖(資料引自湖北省物化探所，2003④)

由剩余布格重力異常平面圖(圖6)可以看出，本區(qū)重力異常形態(tài)復(fù)雜，多呈不規(guī)則狀，異常梯度變化明顯。位于斷裂帶附近的異常多為重力低異常，推測(cè)為斷裂造成異常內(nèi)地層整體密度較低而引起；有耀嶺河組大面積出露的范圍，異常多為重力高異常，異常主要由耀嶺河組基性火山巖引起。

圖6 鄂西北地區(qū)剩余布格重力異常平面等值線圖(資料引自湖北省物化探所，2003④)1—剩余重力異常正等值線；2—剩余重力異常負(fù)等值線；3—剩余重力異常零等值線；4—重力高異常；5—重力低異常；6—省界

1.6 區(qū)域地球化學(xué)特征

以鄂西北地區(qū)水系沉積物測(cè)量資料分析，以大于全區(qū)平均值加1.5倍標(biāo)準(zhǔn)離差為高值，分作9個(gè)地球化學(xué)區(qū)：Ⅰ區(qū)為鈉高值區(qū)，Ⅱ區(qū)為多元素背景區(qū)，Ⅲ區(qū)為鐵族元素高值區(qū)，Ⅳ區(qū)為高鈣鎂低鈉區(qū)，Ⅴ區(qū)為硼高值區(qū)，Ⅵ區(qū)為鋇、鉬、銅、鋅及鐵族元素高值區(qū)，Ⅶ區(qū)為鉀硼鎢鉛高值區(qū)，Ⅷ區(qū)多元素高值區(qū)以及Ⅸ區(qū)汞砷硼K2O、CaO、MgO高值區(qū)(圖7)。

圖7 鄂西北水系沉積物地球化學(xué)分區(qū)圖(據(jù)湖北省物探隊(duì)，1987⑤)1—鈉高值區(qū)；2—多元素背景區(qū)；3—鐵族元素高值區(qū)；4—高鈣鎂低鈉區(qū)；5—硼高值區(qū)；6—鋇鉬銅鋅及鐵族元素高值區(qū)；7—鉀硼鈣鉛高值區(qū)；8—多元素高值區(qū)；9—汞砷硼鉀鈣高值區(qū)；10—省界

鐵族元素濃集區(qū)主要集中分布于兩竹(竹山—竹溪)地區(qū)(圖8)，呈半環(huán)狀分布在研究區(qū)北部。該地區(qū)內(nèi)，V元素濃集系數(shù)為背景值的6倍，Ni元素濃集系數(shù)為背景值的5倍，Cr素濃集系數(shù)為背景值的4倍；其中Cr元素在研究區(qū)東部濃于西部，Cr元素的富集與基—超基性侵入體相關(guān)。兩鄖(鄖西、鄖縣)地區(qū)展現(xiàn)出了鐵族元素的異常，除1～2個(gè)異常外，多為組合簡單、規(guī)模不大且濃度不高的V、Ni、Co類異常，少見Mn、Cr異常。異常區(qū)共計(jì)9處，異常總數(shù)33處，其分布延展與耀嶺河組含鐵地層相一致(湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì)，2017②)。

圖8 鄂西北地區(qū)鐵族元素異常分布圖1—異常區(qū)編號(hào)及主要元素組合；2—單異常編號(hào)及元素組合(T系首位元素濃集系數(shù))；3—省界

2 成礦地質(zhì)條件分析及成礦規(guī)律總結(jié)

2.1 區(qū)域控礦因素

鄂西北地區(qū)經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)，同時(shí)典型的海相火山巖型鐵礦也基本出產(chǎn)于特定地層(耀嶺河組)的火山巖層位，并伴有強(qiáng)度不一的區(qū)域變質(zhì)作用，因此筆者將分別從地層、火山活動(dòng)、構(gòu)造以及變質(zhì)作用四個(gè)方面來仔細(xì)分析它們對(duì)海相火山巖型鐵礦形成的控制作用。

2.1.1 地層因素

研究區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的海相火山巖型鐵礦床嚴(yán)格受到地層控制，均賦存于耀嶺河組上部第三韻律組中酸性—基性火山巖中，顯示出地層建造對(duì)該類型鐵礦的成礦專屬性。其中熔巖型鐵礦石賦存于火山噴發(fā)韻律下部變細(xì)碧巖中，而凝灰?guī)r型及火山熱液改造型鐵礦石則賦存在各火山噴發(fā)韻律上部變角斑質(zhì)火山碎屑巖中，在區(qū)域內(nèi)沿走向和傾向都較穩(wěn)定。武當(dāng)巖群同樣作為南秦嶺重要的前震旦系基底巖系，其變基性火山巖規(guī)模比耀嶺河組中基性火山巖還要大，但其磁性強(qiáng)度遠(yuǎn)弱于后者，且基本不引起航磁異常(圖4)，也并未發(fā)現(xiàn)分布有海相火山巖型鐵礦(圖3)。

本區(qū)耀嶺河組的火山巖基本上可分為兩組：一是中酸性噴發(fā)巖類(變角斑質(zhì)火山碎屑巖)和堿性侵入巖類(石英正長斑巖)；二是中基性噴溢巖類(變細(xì)碧玢巖、變細(xì)碧巖)和基性侵入巖類(輝長輝綠巖)。耀嶺河組的變細(xì)碧巖、變細(xì)碧質(zhì)、凝灰?guī)r、變角斑巖、變角斑質(zhì)、凝灰?guī)r、絹云鈉長片巖、磁鐵絹云片巖(變凝灰?guī)r)和變石英角斑巖的平均化學(xué)成分見楊建中等(2010)，與海相火山巖型鐵礦有關(guān)的火山巖的巖性變化較大，從玄武巖—玄武安山巖—安山巖—英安巖—流紋巖均有，存在多種巖性的組合，且?guī)缀跛械牡V床均有基性巖漿巖的出露。后者表明巖漿起源于上地幔，而前者則暗示其巖漿曾經(jīng)歷過顯著的分離結(jié)晶作用(張招崇等，2016)，本區(qū)的海相火山巖型鐵礦(如陳家埡礦床)無一例外均符合上述特征。

耀嶺河組巖性主要為玄武巖—粗安巖—英安巖—流紋巖組合(圖9a)，明顯具有雙峰式火山巖特征，這一特征在Nb/Y-Zr/TiO2圖解上尤為明顯，玄武巖主要為亞堿性玄武巖，次為堿性玄武巖，且相當(dāng)比例的樣品偏堿性(圖9b)。本區(qū)的耀嶺河組玄武巖主要為洋島玄武巖(OIB)類型(圖10a)，僅個(gè)別樣品落入洋中脊玄武巖(MORB)類型的區(qū)域。武當(dāng)群基性火山巖則基本屬于島弧火山巖(凌文黎等，2002)，從側(cè)面反映了武當(dāng)群基性火山巖巖漿來源相對(duì)較淺(<15 km)，鐵的豐度也較低。耀嶺河組火山巖的主要元素分析結(jié)果表明，與陸相火山巖大多是鉀質(zhì)火山巖不同的是，含礦的耀嶺河組海相火山(玄武)巖明顯富鈉(圖10b)。此外，耀嶺河組基性火山巖中富FeO(一般為13%～15%)、MgO(5.11%～8.80%)、TiO2(1.92%～3.30%)和P2O5(>0.23%)，貧SiO2(43.19%～53.10%)和K2O(多<1%)，屬一種特殊類型的富鐵、鈦而貧硅的Fe-Ti玄武巖(蔡志勇，2007)。耀嶺河組火山巖隨Mg#的降低，其FeOT含量升高，表明其可能經(jīng)歷了磁鐵礦或鈦鐵礦等富鐵礦物的堆晶作用。此外Mg#與Ni的含量顯示為正相關(guān)關(guān)系，暗示了耀嶺河組玄武巖經(jīng)歷了鐵鎂質(zhì)礦物(如橄欖石、輝石等)的分離結(jié)晶作用(楊建中等，2010)。K2O和Na2O的離散性較大，可能與后期的K、Na活動(dòng)性有關(guān)。

圖9 耀嶺河火山巖全堿—氧化硅(TAS)圖解(a)及耀嶺河組火山巖Nb/Y-Zr/TiO2判別圖解(b)(數(shù)據(jù)來源：楊建中等，2010；a底圖據(jù)Le Bas et al., 1986；b底圖據(jù)Floyd, 1977)

圖10 玄武巖FeO/MgO-TiO2成因圖解(a)及玄武巖K2O-Na2O圖解(b)(數(shù)據(jù)來源：楊建中等，2010；a底圖據(jù)Glassley, 1974；b底圖據(jù)Middlemost, 1972)

本文還收集了區(qū)內(nèi)耀嶺河組火山巖39件樣品的微量和稀土元素?cái)?shù)據(jù)(凌文黎等，2002，蔡志勇，2007)并投圖，結(jié)果表明，耀嶺河組基性火山巖的微量元素與OIB十分相似，強(qiáng)烈富集高場(chǎng)強(qiáng)元素，但有明顯的Sr和K負(fù)異常和不明顯的P負(fù)異常，明顯虧損Rb和Ba。從微量蛛網(wǎng)圖和稀土配分曲線(圖11)可以清楚地看出耀嶺河組基性火山巖與酸性火山巖樣品分布型式極為相似，顯示其同源性。而武當(dāng)群變質(zhì)火山巖系則相反，其基性火山巖與酸性火山巖不具同源性，巖漿分異程度低(巖石中僅見鈉長石巖條帶)，不利于鐵質(zhì)的富集。此外，耀嶺河組的所有樣品均有明顯的Th正異常，少數(shù)樣品具有明顯的Sr正異常，無明顯的Nb、Ta異常，但個(gè)別低重稀土基性巖樣品具有弱Nb、Ta異常，暗示了其侵入和結(jié)晶過程中受到了地殼圍巖的混染(凌文黎等，2002)。無論酸性或基性巖石，耀嶺河組火山巖的大離子親石元素含量水平明顯高于武當(dāng)群火山巖，表現(xiàn)出與陸內(nèi)裂谷巖漿巖類似的特征；基性侵入巖墻的多元素地球化學(xué)特征與耀嶺河組基性火山巖十分相似，而與武當(dāng)群基性火山巖區(qū)別明顯。

圖11 耀嶺河組原始地幔(a，c)和稀土配分(b，d)曲線a—耀嶺河組基性火山巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)；b—耀嶺河組基性火山巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖；c—耀嶺河組酸性火山巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖；d—耀嶺河組酸性火山巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(數(shù)據(jù)來源：凌文黎等，2002；蔡志勇，2007；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)據(jù)Sun and McDonough,1989; 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)據(jù)Taylor and McLennan, 1985)

2.1.2 火山活動(dòng)因素

前人根據(jù)中基性—中酸性的噴發(fā)韻律關(guān)系將耀嶺河組上段分為六個(gè)韻律段和五個(gè)含鐵礦層，并根據(jù)每個(gè)韻律段中熔巖與碎屑巖的比例關(guān)系對(duì)吳家梁礦區(qū)及外圍的耀嶺河組的巖石進(jìn)行了爆發(fā)指數(shù)K的計(jì)算(劉興義等，1979⑥)，并可被劃分為：爆發(fā)相(K≥50%)、噴溢相(1%≤K≤49%)、溢出相(K<1%)三個(gè)相(邱家驤，1984)。其中對(duì)第一和第二韻律段的海相火山巖型鐵礦的分布及厚度研究發(fā)現(xiàn)吳家梁礦區(qū)含礦層與噴發(fā)強(qiáng)度呈正比例關(guān)系，礦層分布在噴發(fā)強(qiáng)度大的地方。第三韻律段由溢出的變細(xì)碧巖和爆發(fā)的變角斑質(zhì)凝灰?guī)r組成，其噴發(fā)活動(dòng)發(fā)生在前兩個(gè)韻律段噴發(fā)之后，該韻律是吳家梁礦區(qū)的重要含礦層，該層平均含鐵TFe 18.71%，最高可達(dá)42.05%，其礦體產(chǎn)出的位置位于秋樹溝噴發(fā)中心附近，該中心并非爆發(fā)指數(shù)最高的地段也不是地層厚度最大的地段。第四韻律段是該區(qū)分布最廣的一個(gè)韻律段，該韻律段以噴溢相為主，該韻律段厚度大、分布廣，為該區(qū)噴發(fā)活動(dòng)最強(qiáng)的一次。該韻律段的含鐵礦層分布位置與韻律分布一致，可是該層的平均含鐵品位較低，TFe品位在11.2%～26.4%之間，平均為14.20%。第五韻律段以溢出相為主，形成于爆發(fā)活動(dòng)末期，爆發(fā)強(qiáng)度減弱，含礦層的分布面積很小，且TFe品位不高，TFe品位在12.9%～15.5%之間。第六韻律段僅在局部分布，組成該韻律段的巖石為變細(xì)碧玢巖的溢出相。

由此可以得出：(1)首先爆發(fā)指數(shù)較高的地段為第四和第五韻律段的噴發(fā)中心；(2)自上往下，后韻律是在前面韻律的基礎(chǔ)上繼續(xù)噴發(fā)形成的，越往上噴發(fā)活動(dòng)逐漸減小、強(qiáng)度減弱直至結(jié)束；(3)鐵礦富集的地段并不在含礦熔巖厚度大的地段也不在其含礦層本身厚度大的地段，而是分布于噴發(fā)中心；(4)每一含礦層的分布，與其韻律段的噴發(fā)強(qiáng)度和分布范圍基本一致，盡管第四韻律段噴發(fā)強(qiáng)度很強(qiáng)、分布范圍也很廣，但可能正是由于多中心噴發(fā)所致導(dǎo)致鐵元素沒有很好的富集在各個(gè)噴口周圍，由此導(dǎo)致含礦層的TFe并不高。

2.1.3 構(gòu)造因素

研究區(qū)地處秦嶺造山帶東段的南秦嶺造山帶，區(qū)內(nèi)鐵礦床的形成與構(gòu)造演化密不可分，從礦帶、礦床到礦體均受到不同類型和不同級(jí)別的構(gòu)造控制。南秦嶺造山帶曾經(jīng)歷了多期次的開合，在再生冒地槽階段發(fā)生區(qū)域性的滑脫構(gòu)造，印支造山運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致地槽的封閉，并發(fā)生強(qiáng)烈的區(qū)域變質(zhì)作用(張國偉等, 1997)。由于本區(qū)含磁鐵礦的地質(zhì)建造均形成于前華力西期，而構(gòu)造變形事件均發(fā)生在華力西期及以后，因此成礦后發(fā)生的構(gòu)造對(duì)磁鐵礦體及含礦母巖進(jìn)行了改造和破壞。

第一階段：控巖。東西向構(gòu)造發(fā)生階段沉降，斷裂控制了耀嶺河組各韻律組及含礦層的分布，通過對(duì)耀嶺河組上部韻律組的研究所確定的吳家梁—秋樹溝，鄭家院—云彩山的噴發(fā)中心為近東西向展布，而且上部韻律組也呈近東西向、向南、向北均變薄尖滅。因此，東西向構(gòu)造的發(fā)生時(shí)期是控巖分布的一個(gè)階段。在吳家梁礦區(qū)及外圍的六個(gè)韻律段分析中，各韻律段的噴發(fā)中心的位置在區(qū)域上呈現(xiàn)為近東西向展布，充分反映了火山噴發(fā)活動(dòng)曾受過東西向構(gòu)造的影響。

第二階段：構(gòu)造再造富集階段。東西向構(gòu)造強(qiáng)烈擠壓，褶皺使含礦層構(gòu)造再造，厚度增加。含礦層經(jīng)受強(qiáng)烈擠壓，在應(yīng)力最集中的背斜褶皺弧頂部位發(fā)生強(qiáng)烈構(gòu)造變形。造山前的伸展型順層滑脫對(duì)含礦地層的影響較大，順層或地層單元間發(fā)育的韌性—韌脆性剪切帶，使部分含礦地層變薄或缺失；疊加在含礦巖層中的順層剪切帶在局部地段可能產(chǎn)生構(gòu)造—變質(zhì)熱液，對(duì)原磁鐵礦(化)層進(jìn)行蝕變改造使礦化進(jìn)一步富集。旋扭構(gòu)造控制了含礦層的構(gòu)造變形，這種作用力比東西向構(gòu)造作用力度更大，在應(yīng)力集中的背斜頂部近收斂部位發(fā)生礦體加厚，產(chǎn)生了大量動(dòng)力熱蝕變礦物如綠簾石、角閃石、綠泥石等，遠(yuǎn)離應(yīng)力集中地段則形成絹云型含磁鐵變角斑質(zhì)凝灰?guī)r。印支造山時(shí)期形成的B型褶皺和斷裂構(gòu)造使含礦的地層、侵入巖及磁鐵礦體(層)的產(chǎn)出形態(tài)復(fù)雜化。褶皺變形導(dǎo)致含礦地層建造及礦體(層)在水平方向上被強(qiáng)烈壓縮，在轉(zhuǎn)折端、傾伏端部位厚度加大，在倒轉(zhuǎn)翼部位厚度減小。根據(jù)陳家埡和吳家梁礦區(qū)的資料分析，背斜倒轉(zhuǎn)翼比正常翼的礦化程度強(qiáng)，構(gòu)造轉(zhuǎn)折部位礦體往往厚度較大，品位較富，斷裂構(gòu)造對(duì)礦體的連續(xù)性有較大影響。

2.1.4 變質(zhì)因素

本區(qū)與礦有關(guān)的蝕變作用不明顯，主要為綠簾石化、鈉長石化及陽起石化。本區(qū)變細(xì)碧巖中普遍能見綠簾石化現(xiàn)象，但以近礦圍巖尤其強(qiáng)烈。它的成因包括了成巖中的自變質(zhì)作用及后期熱力或熱液變質(zhì)作用。在鐵礦層之頂?shù)装遄兗?xì)碧巖中常見有交代作用，交代后淺色的鈉長石與深色綠泥石組成“斑紋狀”構(gòu)造，兩者無明顯界線。陽起石化在含礦性較好地段，變細(xì)碧巖中陽起石含量較正常巖石高。

變質(zhì)作用使含鐵火山巖中鐵礦重新組合成浸染狀磁鐵礦—赤鐵礦，局部更積聚成塊狀中，富礦鏡透體，如陳家埡礦區(qū)的Ⅱ礦體頂?shù)装寰鶠樽兗?xì)碧巖，圍巖發(fā)育有石英、綠簾石脈。

2.2 礦床時(shí)間演化規(guī)律

鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦賦存的地質(zhì)建造與深源玄武巖漿活動(dòng)有關(guān)，總體顯示在伸展拉張動(dòng)力學(xué)機(jī)制控制下的多期成礦特點(diǎn)。本區(qū)在古元古代末，以造山運(yùn)動(dòng)結(jié)束了泛地槽的演化歷史(張國偉等,1997)，形成結(jié)晶基底；中元古代初，結(jié)晶基底伸展裂解成裂陷槽，發(fā)育具雙峰模式巖石系列的海相火山—侵入巖系，形成金-銀-多金屬礦的礦源建造；新元古代南華紀(jì)—古生代志留紀(jì)末，地幔柱的活動(dòng)誘發(fā)南秦嶺—淮陽兩幕被動(dòng)陸緣、陸內(nèi)裂谷作用，并促成與磁鐵礦有關(guān)的巖漿成礦作用。繼而在晚古生代古特提斯擴(kuò)張疊加下，直接造成南秦嶺—淮陽陸內(nèi)地殼伸展及斷陷盆地形成，沉積一套次穩(wěn)定型陸源碎屑—碳酸鹽巖建造，直至中三疊世末，印支運(yùn)動(dòng)開始，標(biāo)志著地槽發(fā)展的結(jié)束。

總體而言，本區(qū)成礦受三期次巖漿侵位—噴發(fā)作用控制。

第一期即中—新元古代武當(dāng)期基性、酸性火山—侵入巖系。該巖漿建造中的火山巖具雙峰式特點(diǎn)，巖石類型以基性和酸性火山巖為主。該期的侵入巖以輝綠巖、輝長輝綠巖等基性巖為主，次為石英鈉長(斑)巖、流紋斑巖等酸性巖?；?火山)巖石化學(xué)成分所顯示的基本特征(堿總量偏低，δ值均<3.3)，反映巖石屬于亞堿性(拉斑)玄武巖系列，玄武巖漿可能來自殼?；旌显磪^(qū)。酸性火山巖巖石化學(xué)成分則顯示巖石鈣性(δ值多<1.8)為主和富鈉、富鉀并存的雙向演化特征，巖漿主要來自淺部，具殼源性質(zhì)。該期雙峰式火山—侵入巖組合反映了初始裂谷(陸間裂陷槽)的構(gòu)造環(huán)境。區(qū)域內(nèi)雖廣泛分布武當(dāng)群變基性火山巖及變基性巖體，但卻鮮見一定規(guī)模的航磁異常和磁鐵礦化(圖6)，這是由于武當(dāng)期玄武巖漿來源較淺、分異不明顯(其中僅見綠簾石—鈉長石條帶)，且堿度偏低，不具備磁鐵礦化的基本條件。

第二期指新元古代南華紀(jì)耀嶺河期細(xì)碧角斑巖建造。細(xì)碧角斑巖建造是一種標(biāo)志優(yōu)地槽的典型建造，它是南秦嶺再生優(yōu)地槽強(qiáng)烈拗陷階段所形成的陸緣裂谷式海相火山巖組合?；瘜W(xué)成分顯示，火山巖具富堿、高鈉(Na2O>K2O)的特點(diǎn)，同時(shí)富鈦及大離子親石元素(圖10～11)，表征巖石起源于鈉質(zhì)的富堿異常地幔源區(qū)，這些異常地幔源的形成與地幔流體交代作用有關(guān)。該期火山巖建造是本區(qū)主要的磁鐵礦化賦存地層，產(chǎn)“陳家埡”式鐵礦，屬海相火山巖型鐵礦床，規(guī)模達(dá)中型(圖3)。

第三期系早志留世偏堿性玄武巖—粗面質(zhì)火山巖組合，該時(shí)期巖漿巖組合顯示大陸裂谷系的構(gòu)造環(huán)境，其巖石化學(xué)的富堿、高鈉(Na2O>K2O)特點(diǎn)，基本類似于耀嶺河期的火山巖漿，但堿含量及堿性程度更高。推斷巖石起源于鈉質(zhì)的富堿地幔源區(qū)，屬異常地幔源，但較耀嶺河期來源更深。該期巖漿活動(dòng)具有雙峰式特點(diǎn)，較早的玄武質(zhì)(或稱細(xì)碧質(zhì))巖漿建造包括噴出相的(杏仁狀)輝斑玄武巖、玻基輝石巖質(zhì)火山巖，侵入相則包括鐵質(zhì)—富鐵質(zhì)基性—超基性巖、基性巖；較晚的粗面質(zhì)(或稱角斑質(zhì))巖漿建造包括噴出相的粗面質(zhì)火山巖和侵入相的粗面斑巖、正長(斑)巖及碳酸巖。該期鐵質(zhì)—富鐵質(zhì)基性—超基性巖是巖漿型低品位鈦磁鐵礦化的載體，產(chǎn)銀洞山式釩鈦磁鐵礦，礦床規(guī)模達(dá)大型。玄武質(zhì)火山—侵入巖普遍有磁鐵礦化，其中超基性巖石礦化強(qiáng)度較大，但規(guī)模多為礦點(diǎn)級(jí)。

從以上地質(zhì)建造的含礦特征分析，本區(qū)海相火山巖型鐵礦成礦作用在時(shí)間上的演化規(guī)律可大體作如下總結(jié)：在地史上，武當(dāng)?shù)貐^(qū)由中元古代到早古生代末，巖漿巖具有來源由淺漸深、堿度和基性度由低到高、活動(dòng)規(guī)模由大到小、含礦性(磁鐵礦化)由弱到強(qiáng)的基本變化趨勢(shì)(表3)。

表3 鄂西北與巖漿成礦作用有關(guān)的磁鐵礦礦床在地史上演化規(guī)律基本情況表

2.3 礦床空間分布規(guī)律

鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦的空間分布，主要受制于該區(qū)的構(gòu)造遷移和相應(yīng)的構(gòu)造—巖漿事件。從本區(qū)海相火山巖型鐵礦分布圖(圖3)上可以看出，成礦作用更主要發(fā)生兩鄖剪切走滑斷層(褶皺束)北側(cè)，分布著以陳家埡中型鐵礦為代表的產(chǎn)于耀嶺河組的29處海相火山巖型鐵礦礦產(chǎn)地和礦(化)點(diǎn)，而在其南側(cè)，僅在得勝一帶分布著該層位的數(shù)處磁鐵礦小礦和礦點(diǎn)。在隨州市大狼山區(qū)也符合此規(guī)律，其北側(cè)在劉升—大堰溝—高城一帶，分布著數(shù)處與耀嶺河組火山巖有關(guān)的磁鐵礦礦(化)點(diǎn)，南側(cè)尚未發(fā)現(xiàn)該類型的礦產(chǎn)地。

根據(jù)地質(zhì)建造的類型、分布、發(fā)育程度和相分析等綜合因素推斷，本區(qū)磁鐵礦床的空間分布是構(gòu)造演化的結(jié)果，其發(fā)展歷史大體是：

中—新元古代(長城—青白口紀(jì))時(shí)期本區(qū)處于陸間裂陷槽演化階段，發(fā)育武當(dāng)群鈣堿性的基性、酸性雙峰式火山沉積巖系，晉寧造陸運(yùn)動(dòng)結(jié)束了原地槽的發(fā)展歷史；南華紀(jì)始，該區(qū)轉(zhuǎn)入再生地槽演化階段，并開始出現(xiàn)武當(dāng)隆起(地背斜)雛形，在近南北向拉張應(yīng)力場(chǎng)作用下，地槽活動(dòng)帶開始由原中心地帶(相當(dāng)于武當(dāng)群下部火山巖組下段基性火山巖發(fā)育地帶—白河公路斷裂以南至青峰斷裂以北，以及大狼山地區(qū)吳店—安居一帶)向北、南兩側(cè)遷移，形成北、南兩個(gè)近東西向裂谷帶，耀嶺河組細(xì)碧角斑巖建造為裂谷系早期裂陷階段的地質(zhì)記錄，為南秦嶺—淮陽再生優(yōu)地槽第一幕的構(gòu)造—巖漿產(chǎn)物。它從上地幔帶來了大量成礦物質(zhì)，通過火山巖漿噴發(fā)—沉積作用成礦。北裂谷帶(鄖西中部—鄖縣北部—丹江口北部一帶)規(guī)模大，活動(dòng)強(qiáng)烈，含礦火山巖建造厚度大、韻律多，磁鐵礦化強(qiáng)度較高，礦產(chǎn)地分布集中；而南裂谷帶(竹山桂坪—得勝—田家壩一帶)則規(guī)模小，活動(dòng)弱，含礦火山巖建造厚度小、韻律少，磁鐵礦化集中在西部地段，礦產(chǎn)地少且礦化弱。

震旦紀(jì)—奧陶紀(jì)，地殼由裂谷環(huán)境逐漸向淺海盆地、淺海陸棚方向演變，地殼隆升。志留紀(jì)早世蘭家畈期，再生優(yōu)地槽進(jìn)入第二幕裂谷系構(gòu)造—巖漿活動(dòng)時(shí)期，除繼承、沿襲第一幕北、南裂谷帶分野特點(diǎn)外，還有明顯的向外側(cè)遷移、擴(kuò)展之勢(shì)，表現(xiàn)為南裂谷帶該期火山—侵入雜巖在竹山三吉—竹溪上鄂坪一帶最為發(fā)育，而第一幕火山巖多分布在竹山桂坪—得勝—田家壩一帶，這兩個(gè)火山巖漿巖帶相距甚遠(yuǎn)。該裂谷帶巖漿巖建造為偏堿性的玄武質(zhì)—粗面質(zhì)火山—侵入雜巖系，較第一幕巖漿建造具有更高的堿量和堿度。其中偏堿性玄武質(zhì)巖漿衍生的基性—超基性巖對(duì)鈦磁鐵礦化(覃家門、東河鈦磁鐵礦)具有專屬性，堿性粗面巖漿所衍生的(堿性)正長巖、正長巖—碳酸巖雜巖則對(duì)碳酸巖型稀有、稀土礦化(廟埡鈮—稀土礦)有專屬性。該期北裂谷帶的噴出巖帶已遷移至豫西南地區(qū)，即早志留統(tǒng)蚱蛐組偏堿性玄武巖，火山巖建造厚度小，巖性單一，未見相關(guān)海相火山巖型鐵礦礦化信息報(bào)道。本區(qū)在泥盆紀(jì)至三疊紀(jì)期間，南秦嶺—淮陽地槽進(jìn)入再生冒地槽演化階段，沉積盆地除繼續(xù)承襲向北、南遷移外，還有總體向西遷移趨勢(shì)。

依據(jù)構(gòu)造—巖漿建造的區(qū)域遷移、分布特點(diǎn)，本區(qū)與巖漿成礦作用有關(guān)的磁鐵礦床主要產(chǎn)于武當(dāng)背斜北、南兩側(cè)，耀嶺河期火山巖分布區(qū)及相鄰區(qū)帶是該成礦系列磁鐵礦的遠(yuǎn)景地區(qū)。

2.4 成礦條件及成礦模式

通過上述討論內(nèi)容和對(duì)前人資料的匯總，筆者總結(jié)了鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦床的成礦條件(表4)并建立了成礦模式(圖12)。

表4 鄂西北海相火山巖型磁鐵礦床成礦模式

續(xù)表4

圖12 鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦床成礦模式圖1—角斑質(zhì)火山碎屑巖；2—角斑巖；3—細(xì)碧質(zhì)火山巖；4—凝灰質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖；5—含冰磧礫碎屑巖；6—輝綠巖；7—磁鐵礦體；8—巖漿上升方向

3 找礦前景評(píng)價(jià)及找礦方向

本文通過總結(jié)該區(qū)成礦地質(zhì)背景、典型礦床特征、成礦規(guī)律及找礦模型的基礎(chǔ)之上，對(duì)鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦床找礦前景和找礦方向進(jìn)行初步評(píng)價(jià)及探討。

3.1 找礦前景評(píng)價(jià)

鄂西北地區(qū)廣泛分布著南華系耀嶺河組地層，本文認(rèn)為海相火山巖型鐵礦的找礦前景良好，依據(jù)如下：(1)本區(qū)廣泛出露的南華系耀嶺河組地層，是一個(gè)典型的耀嶺河組細(xì)碧—角斑巖建造，是海相火山巖型鐵礦成礦的地質(zhì)背景基礎(chǔ)。耀嶺河組深部可能具有厚度大、連續(xù)性好的特點(diǎn)(蔡志勇，2007)，為成礦提供了優(yōu)異的載體。(2)本區(qū)有分布著大量的經(jīng)過地面檢查或驗(yàn)證的磁異常，總數(shù)約82處，其中含TFe≥12%就有61處(圖7)。(3)本區(qū)有3處鐵族濃集區(qū)(圖8)：一是竹山斷裂及北西地區(qū)斜穿全區(qū)呈NW向馬鞍狀分布，地質(zhì)背景為耀嶺河組和下古生界；二是由鄖西六郎鄉(xiāng)彎曲環(huán)繞鄖西到老莊溝—鄖縣—丹江陳家埡，也與耀嶺河組地層的分布相伴；三是由丹江口到銀洞山，與當(dāng)?shù)丶械某霈F(xiàn)基—超基性巖體群相伴，并有鐵族異常4處。已知的礦床(點(diǎn))均與化探異常相吻合。(4)區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，背斜構(gòu)造的弧頂部位或倒轉(zhuǎn)背斜的倒轉(zhuǎn)翼、傾伏部位都有可能賦存富礦(楊建中等，2010)。(5)本區(qū)的海相火山巖型集中分布在新元古代—早古生代南秦嶺再生優(yōu)地槽演化階段，是陸緣、大陸裂谷系發(fā)展早期裂解沉降時(shí)期海底火山噴發(fā)的產(chǎn)物。巖漿來源更深，巖石堿性程度更高且更富含鈉質(zhì)，具有鐵、鈷、鎳、鈦等元素的成礦專屬性。

3.2 找礦標(biāo)志

本文總結(jié)了6個(gè)鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦找礦標(biāo)志：(1)地層(巖石)標(biāo)志：南華系耀嶺河組細(xì)碧—角斑巖建造是本區(qū)海相火山巖型鐵礦的主要載體之一。全區(qū)已知礦產(chǎn)地中均產(chǎn)于其中。因此，若是尋找本類型鐵礦，耀嶺河組第三韻律組是首選目標(biāo)。(2)巖相古地理標(biāo)志：區(qū)內(nèi)與耀嶺河組火山巖有關(guān)的各類型鐵礦，與古火山噴發(fā)中心均呈現(xiàn)密切的空間關(guān)系，火山噴發(fā)韻律愈發(fā)育，含礦層就越多，礦化強(qiáng)度也相對(duì)較高。(3)構(gòu)造標(biāo)志：區(qū)域性斷裂亦可直接控礦，比如：兩鄖走滑斷層控制帶狀強(qiáng)磁異常的延展與分布，長達(dá)130多公里，從丹江口市以東向北西直達(dá)鄖西之黃云鋪，該異常由耀嶺河賦鐵層所致，出露在耀嶺河地層，據(jù)陳家埡、吳家梁典型礦區(qū)的資料分析，背斜倒轉(zhuǎn)翼比正常翼的礦化強(qiáng)，因與斷裂推覆導(dǎo)致礦層重疊加厚、礦化富集有關(guān)。構(gòu)造轉(zhuǎn)折部位礦體往往厚度較大，品位較富。(4)變質(zhì)與蝕變改造標(biāo)志：本區(qū)海西火山巖型鐵礦多為海相火山噴發(fā)沉積所致，但在吳家梁礦區(qū)中，在近礦層的變細(xì)碧巖中，發(fā)育綠簾石化，礦物含量陽起石多于透閃石，前者5%～10%，后者1%～3%。此種蝕變發(fā)育處礦石品位增高，厚度加大。因不普遍，僅在吳家梁礦區(qū)中存在此規(guī)律，以后的找礦實(shí)踐中需加以論證。(5)地球物理場(chǎng)及異常標(biāo)志：磁異常是本區(qū)尋找鐵礦的重要標(biāo)志，磁場(chǎng)表現(xiàn)與含鐵建造吻合良好，多為帶狀延續(xù)之高值區(qū)。(6)鐵族元素地球化學(xué)異常標(biāo)志：鐵族異常分布集中區(qū)與成礦遠(yuǎn)景區(qū)之間存在著嚴(yán)格的一致性。31處Ⅴ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)中的81%都與異常區(qū)相吻合(張清林和王宗合，2007⑦)。

3.3 找礦模型

基于研究區(qū)海相火山巖型鐵礦床地質(zhì)特征、控礦因素、成礦規(guī)律、找礦準(zhǔn)則等方面的綜合研究，筆者初步建立了區(qū)域海相火山巖型鐵礦床的找礦模型(表5)。

3.4 找礦靶區(qū)的圈定

以成礦規(guī)律研究成果為基礎(chǔ)，充分考慮其成礦地質(zhì)條件礦床的時(shí)空分布及模式差異和譜系歸屬等因素，結(jié)合已知產(chǎn)地分布、規(guī)模、成因類型及成礦時(shí)代，同時(shí)依托地球物理及地球化學(xué)場(chǎng)背景(尤其以磁場(chǎng)為重點(diǎn))，在4個(gè)成礦區(qū)帶的基礎(chǔ)上共劃定了5處找礦靶區(qū)(圖13)。

4 結(jié)論

(1)鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦產(chǎn)于南華系耀嶺河組上段地層中，耀嶺河組上段上部的變細(xì)碧質(zhì)火山巖夾變角斑質(zhì)火山巖建造是尋找該類型鐵礦的先決條件，變角斑質(zhì)凝灰?guī)r是主要的含礦巖石，航磁異常是本區(qū)尋找鐵礦的重要標(biāo)志。

(2)區(qū)內(nèi)海相火山巖型鐵礦與古火山噴發(fā)中心均呈現(xiàn)密切的空間關(guān)系，礦體的產(chǎn)出受火山—沉積旋回的控制，空間上出現(xiàn)多層磁鐵礦(化)體，且礦化規(guī)模和礦化類型具有明顯的空間分帶特征。鐵礦床(點(diǎn))在空間上主要分布在武當(dāng)背斜北、南兩側(cè)，北側(cè)比南側(cè)多，背斜倒轉(zhuǎn)翼比正常翼的礦化強(qiáng)。構(gòu)造轉(zhuǎn)折部位礦體往往厚度較大，品位較富。

(3)海相火山巖型鐵礦的形成以元古生代沉積成礦作用為主，后期的區(qū)域變質(zhì)作用和巖漿熱液作用對(duì)磁鐵礦的形成和富集影響較為有限，主要是對(duì)早期形成的磁鐵礦體局部進(jìn)行疊加改造。鐵礦床的成礦物質(zhì)主要來源于海底火山活動(dòng)。耀嶺河組含鐵火山巖系原始巖漿來源較武當(dāng)巖群變質(zhì)火山巖系要深，其基性火山巖的堿含量、堿度均高于武當(dāng)巖群同類火山巖。

(4)對(duì)區(qū)內(nèi)海相火山巖型鐵礦的找礦前景進(jìn)行了評(píng)價(jià)，指出鄖西縣黃龍山—丹江口市銀洞山和鄖陽區(qū)青巖溝—竹山縣金花—竹山縣田家壩一帶是找尋該類鐵礦的有利地段，圈定了11處遠(yuǎn)景區(qū)和5個(gè)具體的找礦靶區(qū)。

表5 鄂西北地區(qū)海相火山巖型鐵礦找礦模型

圖13 研究區(qū)海相火山巖型鐵礦成礦預(yù)測(cè)圖1—水系沉積物鐵族元素異常；2—布格重力剩余異常；3—鐵含量≥10%的A值分級(jí)；4—全鐵含量<10%的A值分級(jí)區(qū)；5—航磁ΔT異常；6—Ⅳ級(jí)成礦區(qū)帶(帶)及編號(hào)；7—Ⅴ級(jí)遠(yuǎn)景區(qū)及編號(hào)；8—Ⅵ級(jí)靶區(qū)及編號(hào)；9—省界

注 釋

① 湖北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所. 1988. 武漢： 湖北省及鄰區(qū)地質(zhì)圖、地質(zhì)構(gòu)造圖說明[R].

② 湖北省地質(zhì)局第八地質(zhì)大隊(duì). 2017. 襄陽： 十堰市礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃(2016-2020年)[R]. 3-5.

③ 鄂西北地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所. 1993. 十堰： 鄂西北地區(qū)金銀銅成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃[R].

④ 湖北省物化探所. 2003. 武漢： 鄂西北地區(qū)航磁、重力測(cè)量成果總結(jié)報(bào)告[R].

⑤ 湖北省物探隊(duì). 1987. 武漢： 鄂西北區(qū)域化探資料研究及成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)報(bào)告[R].

⑥ 劉興義, 徐志揚(yáng), 王宗合. 1979. 湖北省鄖縣吳家梁鐵礦成礦地質(zhì)特征與找礦方向問題[R]. 十堰：湖北省第五地質(zhì)大隊(duì).

⑦ 張清林, 王宗合. 2007. 湖北省鄂西北成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃報(bào)告[R]. 280.